Gambaran keseluruhan pembangunan dan ciri-ciri pemutus litar vakum

[Tinjauan keseluruhan pembangunan dan ciri-ciri pemutus litar vakum]: pemutus litar vakum merujuk kepada pemutus litar yang sesentuhnya ditutup dan dibuka dalam vakum.Pemutus litar vakum pada mulanya dikaji oleh United Kingdom dan Amerika Syarikat, dan kemudian dikembangkan ke Jepun, Jerman, bekas Kesatuan Soviet dan negara-negara lain.China mula mengkaji teori pemutus litar vakum dari 1959, dan secara rasmi menghasilkan pelbagai pemutus litar vakum pada awal 1970-an

Pemutus litar vakum merujuk kepada pemutus litar yang sesentuhnya ditutup dan dibuka dalam vakum.

Pemutus litar vakum pada mulanya dikaji oleh United Kingdom dan Amerika Syarikat, dan kemudian dikembangkan ke Jepun, Jerman, bekas Kesatuan Soviet dan negara-negara lain.China mula mengkaji teori pemutus litar vakum pada tahun 1959, dan secara rasmi menghasilkan pelbagai jenis pemutus litar vakum pada awal 1970-an.Inovasi berterusan dan peningkatan teknologi pembuatan seperti pencelah vakum, mekanisme operasi dan tahap penebat telah menjadikan pemutus litar vakum berkembang pesat, dan satu siri pencapaian penting telah dibuat dalam penyelidikan kapasiti besar, pengecilan, kecerdasan dan kebolehpercayaan.

Dengan kelebihan ciri pemadam arka yang baik, sesuai untuk operasi yang kerap, hayat elektrik yang panjang, kebolehpercayaan operasi yang tinggi, dan tempoh bebas penyelenggaraan yang panjang, pemutus litar vakum telah digunakan secara meluas dalam transformasi grid kuasa bandar dan luar bandar, industri kimia, metalurgi, kereta api elektrifikasi, perlombongan dan industri lain dalam industri kuasa China.Produk terdiri daripada beberapa jenis ZN1-ZN5 pada masa lalu kepada berpuluh-puluh model dan jenis sekarang.Arus undian mencapai 4000A, arus pecah mencapai 5OKA, walaupun 63kA, dan voltan mencapai 35kV.

Perkembangan dan ciri-ciri pemutus litar vakum akan dilihat dari beberapa aspek utama, termasuk pembangunan pencelah vakum, pembangunan mekanisme operasi dan pembangunan struktur penebat.

Pembangunan dan ciri-ciri pencelah vakum

2.1Pembangunan pengganggu vakum

Idea menggunakan medium vakum untuk memadamkan arka telah dikemukakan pada penghujung abad ke-19, dan pencelah vakum yang paling awal telah dihasilkan pada tahun 1920-an.Walau bagaimanapun, disebabkan oleh batasan teknologi vakum, bahan dan tahap teknikal lain, ia tidak praktikal pada masa itu.Sejak tahun 1950-an, dengan perkembangan teknologi baru, banyak masalah dalam pembuatan pengganggu vakum telah diselesaikan, dan suis vakum telah secara beransur-ansur mencapai tahap praktikal.Pada pertengahan tahun 1950-an, General Electric Company dari Amerika Syarikat menghasilkan satu kelompok pemutus litar vakum dengan arus pecah berkadar 12KA.Selepas itu, pada penghujung 1950-an, disebabkan oleh pembangunan pencelah vakum dengan sesentuh medan magnet melintang, arus pecah terkadar dinaikkan kepada 3OKA.Selepas tahun 1970-an, Syarikat Elektrik Toshiba Jepun berjaya membangunkan pencelah vakum dengan sesentuh medan magnet membujur, yang meningkatkan lagi arus pemutus undian kepada lebih daripada 5OKA.Pada masa ini, pemutus litar vakum telah digunakan secara meluas dalam sistem pengagihan kuasa 1KV dan 35kV, dan arus pecah terkadar boleh mencapai 5OKA-100KAo.Sesetengah negara juga telah mengeluarkan pencelah vakum 72kV/84kV, tetapi bilangannya adalah kecil.Penjana voltan tinggi DC

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran pemutus litar vakum di China juga telah berkembang pesat.Pada masa ini, teknologi pencelah vakum domestik adalah setanding dengan produk asing.Terdapat pengganggu vakum menggunakan teknologi medan magnet menegak dan mendatar dan teknologi sentuhan pencucuhan pusat.Sesentuh yang diperbuat daripada bahan aloi Cu Cr telah berjaya memutuskan sambungan pencelah vakum 5OKA dan 63kAo di China, yang telah mencapai tahap yang lebih tinggi.Pemutus litar vakum boleh sepenuhnya menggunakan pencelah vakum domestik.

2.2Ciri-ciri pencelah vakum

Ruang pemadam arka vakum adalah komponen utama pemutus litar vakum.Ia disokong dan dimeterai oleh kaca atau seramik.Terdapat sesentuh dinamik dan statik serta penutup pelindung di dalamnya.Terdapat tekanan negatif di dalam ruang.Darjah vakum ialah 133 × 10 Sembilan 133 × LOJPa, untuk memastikan prestasi pemadaman arka dan tahap penebat apabila pecah.Apabila tahap vakum berkurangan, prestasi pecahnya akan berkurangan dengan ketara.Oleh itu, ruang pemadam arka vakum tidak boleh terkena sebarang daya luar, dan tidak boleh diketuk atau ditampar dengan tangan.Ia tidak boleh ditekankan semasa pemindahan dan penyelenggaraan.Dilarang meletakkan apa-apa pada pemutus litar vakum untuk mengelakkan ruang pemadam arka vakum daripada rosak apabila jatuh.Sebelum penghantaran, pemutus litar vakum hendaklah menjalani pemeriksaan dan pemasangan selari yang ketat.Semasa penyelenggaraan, semua bolt ruang pemadam arka hendaklah diikat untuk memastikan tegasan seragam.

Pemutus litar vakum mengganggu arus dan memadamkan arka dalam ruang pemadam arka vakum.Walau bagaimanapun, pemutus litar vakum itu sendiri tidak mempunyai peranti untuk memantau secara kualitatif dan kuantitatif ciri-ciri darjah vakum, jadi kesalahan pengurangan darjah vakum adalah kesalahan tersembunyi.Pada masa yang sama, pengurangan tahap vakum secara serius akan menjejaskan keupayaan pemutus litar vakum untuk memotong lebihan arus, dan membawa kepada penurunan mendadak dalam hayat perkhidmatan pemutus litar, yang akan membawa kepada letupan suis apabila serius.

Kesimpulannya, masalah utama pencelah vakum ialah tahap vakum dikurangkan.Sebab utama pengurangan vakum adalah seperti berikut.

(1) Pemutus litar vakum adalah komponen yang halus.Selepas meninggalkan kilang, kilang tiub elektronik mungkin mengalami kebocoran pengedap kaca atau seramik selepas banyak kali benjolan pengangkutan, kejutan pemasangan, perlanggaran tidak sengaja, dsb.

(2) Terdapat masalah dalam bahan atau proses pembuatan pencelah vakum, dan titik kebocoran muncul selepas beberapa operasi.

(3) Untuk pemutus litar vakum jenis split, seperti mekanisme pengendalian elektromagnet, apabila beroperasi, disebabkan jarak hubungan operasi yang besar, ia secara langsung mempengaruhi penyegerakan, lantunan, overtravel dan ciri-ciri lain suis untuk mempercepatkan pengurangan darjah vakum.Penjana voltan tinggi DC

Kaedah rawatan untuk mengurangkan tahap vakum pencelah vakum:

Kerap memerhatikan pencelah vakum, dan kerap menggunakan penguji vakum suis vakum untuk mengukur tahap vakum pencelah vakum, untuk memastikan bahawa tahap vakum pencelah vakum berada dalam julat yang ditentukan;Apabila tahap vakum berkurangan, pencelah vakum mesti diganti, dan ujian ciri seperti strok, penyegerakan dan lantunan mesti dilakukan dengan baik.

3. Pembangunan mekanisme operasi

Mekanisme pengendalian adalah salah satu aspek penting untuk menilai prestasi pemutus litar vakum.Sebab utama yang mempengaruhi kebolehpercayaan pemutus litar vakum adalah ciri mekanikal mekanisme pengendalian.Mengikut perkembangan mekanisme operasi, ia boleh dibahagikan kepada kategori berikut.Penjana voltan tinggi DC

3.1Mekanisme operasi manual

Mekanisme pengendalian yang bergantung pada penutupan terus dipanggil mekanisme pengendalian manual, yang digunakan terutamanya untuk mengendalikan pemutus litar dengan tahap voltan rendah dan arus pecah berkadar rendah.Mekanisme manual jarang digunakan di jabatan kuasa luar kecuali perusahaan perindustrian dan perlombongan.Mekanisme pengendalian manual adalah mudah dalam struktur, tidak memerlukan peralatan tambahan yang kompleks dan mempunyai kelemahan yang tidak boleh ditutup semula secara automatik dan hanya boleh dikendalikan secara tempatan, yang tidak cukup selamat.Oleh itu, mekanisme pengendalian manual hampir digantikan oleh mekanisme operasi spring dengan penyimpanan tenaga manual.

3.2Mekanisme operasi elektromagnet

Mekanisme pengendalian yang ditutup oleh daya elektromagnet dipanggil mekanisme pengendalian elektromagnet d.Mekanisme CD17 dibangunkan dengan penyelarasan dengan produk domestik ZN28-12.Dalam struktur, ia juga disusun di hadapan dan di belakang pencelah vakum.

Kelebihan mekanisme pengendalian elektromagnet adalah mekanisme yang mudah, operasi yang boleh dipercayai dan kos pembuatan yang rendah.Kelemahannya ialah kuasa yang digunakan oleh gegelung penutup terlalu besar, dan ia perlu disediakan [Tinjauan keseluruhan pembangunan dan ciri-ciri pemutus litar vakum]: Pemutus litar vakum merujuk kepada pemutus litar yang sesentuhnya ditutup dan dibuka. dalam vakum.Pemutus litar vakum pada mulanya dikaji oleh United Kingdom dan Amerika Syarikat, dan kemudian dikembangkan ke Jepun, Jerman, bekas Kesatuan Soviet dan negara-negara lain.China mula mengkaji teori pemutus litar vakum dari 1959, dan secara rasmi menghasilkan pelbagai pemutus litar vakum pada awal 1970-an

Bateri mahal, arus penutup yang besar, struktur besar, masa operasi yang lama, dan bahagian pasaran yang berkurangan secara beransur-ansur.

3.3Mekanisme operasi spring DC penjana voltan tinggi

Mekanisme operasi spring menggunakan spring tenaga yang disimpan sebagai kuasa untuk membuat suis merealisasikan tindakan penutupan.Ia boleh didorong oleh tenaga manusia atau motor AC dan DC kuasa kecil, jadi kuasa penutupan pada dasarnya tidak dipengaruhi oleh faktor luaran (seperti voltan bekalan kuasa, tekanan udara sumber udara, tekanan hidraulik sumber tekanan hidraulik), yang bukan sahaja boleh mencapai kelajuan penutupan yang tinggi, tetapi juga menyedari operasi penutupan berulang automatik yang pantas;Di samping itu, berbanding dengan mekanisme operasi elektromagnet, mekanisme operasi spring mempunyai kos rendah dan harga rendah.Ia adalah mekanisme operasi yang paling biasa digunakan dalam pemutus litar vakum, dan pengeluarnya juga lebih banyak, yang sentiasa bertambah baik.Mekanisme CT17 dan CT19 adalah tipikal, dan ZN28-17, VS1 dan VGl digunakan dengannya.

Secara amnya, mekanisme operasi spring mempunyai beratus-ratus bahagian, dan mekanisme penghantaran agak kompleks, dengan kadar kegagalan yang tinggi, banyak bahagian bergerak dan keperluan proses pembuatan yang tinggi.Di samping itu, struktur mekanisme operasi spring adalah kompleks, dan terdapat banyak permukaan geseran gelongsor, dan kebanyakannya berada di bahagian utama.Semasa operasi jangka panjang, haus dan kakisan bahagian ini, serta kehilangan dan pengawetan pelincir, akan membawa kepada ralat operasi.Terdapat terutamanya kekurangan berikut.

(1) Pemutus litar enggan beroperasi, iaitu, ia menghantar isyarat operasi kepada pemutus litar tanpa menutup atau membuka.

(2) Suis tidak boleh ditutup atau diputuskan sambungan selepas ditutup.

(3) Sekiranya berlaku kemalangan, tindakan perlindungan geganti dan pemutus litar tidak boleh diputuskan.

(4) Bakar gegelung penutup.

Analisis punca kegagalan mekanisme operasi:

Pemutus litar enggan beroperasi, yang mungkin disebabkan oleh kehilangan voltan atau undervoltage voltan kendalian, pemotongan litar pengendalian, pemotongan gegelung penutup atau gegelung pembukaan, dan sentuhan lemah pada kenalan suis tambahan pada mekanisme.

Suis tidak boleh ditutup atau dibuka selepas ditutup, yang mungkin disebabkan oleh undervoltage bekalan kuasa operasi, perjalanan sentuhan berlebihan pada sentuhan bergerak pemutus litar, pemotongan hubungan saling kunci suis tambahan, dan jumlah terlalu kecil sambungan antara separuh aci mekanisme operasi dan pawl;

Semasa kemalangan, tindakan perlindungan geganti dan pemutus litar tidak dapat diputuskan.Mungkin terdapat perkara asing dalam teras besi pembukaan yang menghalang teras besi daripada bertindak secara fleksibel, separuh aci tersandung pembukaan tidak boleh berputar secara fleksibel, dan litar operasi pembukaan telah diputuskan.

Sebab yang mungkin untuk membakar gegelung penutup adalah: penyentuh DC tidak boleh diputuskan sambungan selepas ditutup, suis tambahan tidak beralih ke kedudukan pembukaan selepas ditutup, dan suis tambahan longgar.

3.4Mekanisme magnet kekal

Mekanisme magnet kekal menggunakan prinsip kerja baharu untuk menggabungkan mekanisme elektromagnet secara organik dengan magnet kekal, mengelakkan faktor buruk yang disebabkan oleh tersandung mekanikal pada kedudukan penutupan dan pembukaan serta sistem penguncian.Daya pegangan yang dijana oleh magnet kekal boleh mengekalkan pemutus litar vakum dalam kedudukan menutup dan membuka apabila sebarang tenaga mekanikal diperlukan.Ia dilengkapi dengan sistem kawalan untuk merealisasikan semua fungsi yang diperlukan oleh pemutus litar vakum.Ia boleh dibahagikan kepada dua jenis: penggerak magnet kekal monostabil dan penggerak magnet kekal bistable.Prinsip kerja penggerak magnet kekal bistable ialah pembukaan dan penutupan penggerak bergantung kepada daya magnet kekal;Prinsip kerja mekanisme pengendalian magnet kekal monostabil ialah membuka dengan cepat dengan bantuan spring simpanan tenaga dan mengekalkan kedudukan pembukaan.Hanya penutupan boleh mengekalkan daya magnet kekal.Produk utama Trede Electric ialah penggerak magnet kekal monostabil, dan perusahaan domestik terutamanya membangunkan penggerak magnet kekal bistable.

Struktur penggerak magnet kekal bistable berbeza-beza, tetapi hanya terdapat dua jenis prinsip: jenis gegelung berganda (jenis simetri) dan jenis gegelung tunggal (jenis tidak simetri).Kedua-dua struktur ini diperkenalkan secara ringkas di bawah.

(1) Mekanisme magnet kekal gegelung berganda

Mekanisme magnet kekal gegelung berganda dicirikan oleh: menggunakan magnet kekal untuk memastikan pemutus litar vakum pada kedudukan had pembukaan dan penutupan masing-masing, menggunakan gegelung pengujaan untuk menolak teras besi mekanisme dari kedudukan pembukaan ke kedudukan penutup, dan menggunakan satu lagi gegelung pengujaan untuk menolak teras besi mekanisme dari kedudukan penutup ke kedudukan pembukaan.Sebagai contoh, mekanisme suis VMl ABB menggunakan struktur ini.

(2) Mekanisme magnet kekal gegelung tunggal

Mekanisme magnet kekal gegelung tunggal juga menggunakan magnet kekal untuk memastikan pemutus litar vakum pada kedudukan had buka dan tutup, tetapi satu gegelung yang menarik digunakan untuk membuka dan menutup.Terdapat juga dua gegelung pengujaan untuk membuka dan menutup, tetapi kedua-dua gegelung berada pada sisi yang sama, dan arah aliran gegelung selari adalah bertentangan.Prinsipnya adalah sama seperti mekanisme magnet kekal gegelung tunggal.Tenaga penutupan terutamanya berasal dari gegelung pengujaan, dan tenaga pembukaan terutamanya berasal dari spring pembukaan.Sebagai contoh, pemutus litar vakum yang dipasang pada lajur GVR yang dilancarkan oleh Syarikat Whipp&Bourne di UK menggunakan mekanisme ini.

Mengikut ciri-ciri mekanisme magnet kekal di atas, kelebihan dan kekurangannya boleh diringkaskan.Kelebihannya ialah strukturnya agak mudah, berbanding dengan mekanisme spring, komponennya dikurangkan sebanyak kira-kira 60%;Dengan komponen yang lebih sedikit, kadar kegagalan juga akan dikurangkan, jadi kebolehpercayaan adalah tinggi;Hayat perkhidmatan panjang mekanisme;Saiz kecil dan ringan.Kelemahannya ialah dari segi ciri pembukaan, kerana teras besi bergerak mengambil bahagian dalam pergerakan pembukaan, inersia gerakan sistem bergerak meningkat dengan ketara apabila dibuka, yang sangat tidak menguntungkan untuk meningkatkan kelajuan pembukaan tegar;Oleh kerana kuasa operasi yang tinggi, ia dihadkan oleh kapasiti kapasitor.

4. Pembangunan struktur penebat

Menurut statistik dan analisis jenis kemalangan dalam operasi pemutus litar voltan tinggi dalam sistem kuasa negara berdasarkan data sejarah yang berkaitan, kegagalan untuk membuka akaun untuk 22.67%;Keengganan untuk bekerjasama menyumbang 6.48%;Kemalangan pecah dan membuat menyumbang 9.07%;Kemalangan penebat menyumbang 35.47%;Kemalangan salah operasi menyumbang 7.02%;Kemalangan penutupan sungai menyumbang 7.95%;Daya luaran dan kemalangan lain menyumbang 11.439 kasar, yang mana kemalangan penebat dan kemalangan penolakan pemisahan adalah yang paling menonjol, menyumbang kira-kira 60% daripada semua kemalangan.Oleh itu, struktur penebat juga merupakan titik utama pemutus litar vakum.Mengikut perubahan dan pembangunan penebat lajur fasa, ia pada dasarnya boleh dibahagikan kepada tiga generasi: penebat udara, penebat komposit, dan penebat tiang tertutup pepejal.